【精选】北师大版物理八年级上册 声现象实验(培优篇)(Word版 含解析)

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一、初二物理声现象实验易错压轴题(难)1.在观看交响乐队演奏的过程中,小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同,他决定对此进行研究.经过和同学们讨论,提出了以下猜想:猜想一:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的长度有关猜想二:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的横截面积(粗细)有关小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子(如下图所示).注射器的规格分别为2.5ml和5ml.他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度,同时利用专用仪器测出声音的频率和响度,详见下表(表中“ml”表示毫升,“cm”表示厘米)(1)选用序号为A、B、C的三次实验做对比,可以得出:在空气柱的______相同时,管内空气柱越短,音调越______.(2)选用序号为______的两次实验做对比,可以得出:在空气柱的______相同时,管内空气柱横截面积越大,音调越______.(3)序号为C、D的两次实验中,响度大的是______(选填“C”或“D”).【答案】横截面积(或粗细)高 A、D(或B、E或C、F)长度低 D【解析】【分析】【详解】要研究音调的高低和什么因素有关,需用控制变量法.(1)选用序号为A、B、C的三次实验做对比,可以得出:在空气柱的横截面积(或粗细)相同时,管内空气柱越短,单位时间内振动的次数越多,频率越快,音调越高.(2)琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关,需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变,所以要选择A、D(或B、E或C、F).由此可得,在空气柱的长度相同时,管内空气柱横截面积越大,音调越低;(3)序号为C、D的两次实验中,D实验时的声音强度为75分贝,大于C实验时的声音强度.2.学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。

经过和同学们讨论,提出了以下猜想:猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。

猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。

猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。

为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。

(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。

(2)为了验证猜想二,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。

(3)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。

请在表中填上所缺数据_____,___。

(4)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想他还需进行操作是__________________。

【答案】ABC ADF 80 1.02 选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化【解析】【详解】(1)[1]为了验证猜想一,即要保证材料和长度相同,横截面积不同,观察编号A、B、C的数据,它们的材料都是铜,长度都是60cm,横截面积不同,这三种规格的琴弦符合要求;(2)[2]为了验证猜想二,即要保证材料和横截面积相同,长度不铜,观察编号A、D、F的数据,它们的材料都是铜,横截面积都是0.76 mm2,长度不铜,这三种规格的琴弦符合要求;(3)[3][4]为了验证猜想三,即要保证长度和横截面积相同,材料不同,观察G、H可知,它们长度都是80cm,横截面积都是1.02 mm2,一个是钢材料,另一个是尼龙材料,此时编号E材料是铜,只要长度也是80cm,横截面积也是1.02 mm2即可验证猜想三;(4)[5]为了验证这一猜想,他需要选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化。

3.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。

经过和同学们讨论,提出了以下猜想:猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。

(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。

为了验证猜想二,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。

(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。

请在表中填上所缺数据_______、_______。

(3)本探究实验中研究方法是:__________________【答案】A B C A D F80 1.02控制变量法【解析】【详解】(1)[1][2][3]为了验证猜想一,即音调高低可能与横截面积有关,需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变,从表格的数据可以看出,编号A、B、C符合要求,它们的材料相同,都是铜,长度相同,都是60cm,只是横截面积不同;[4][5][6]为了验证猜想二,即音调高低可能与长短有关,需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变,从表格的数据可以看出,编号A、D、F符合要求,它们的材料相同,都是铜,横截面积也相同,长短不同;(2)[7]为了验证猜想三,即音调高低可能与琴弦的材料有关,从表格的数据可以看出,编号G、H的长度和横截面积都相同,只是材料不同,和J作对比,只需要长度也是80cm、横截面积也是1.02mm2即可;(3)[8]本探究实验过程中,三个变量,保持其中两个量不变,对比第三个量的变化与音调高低的关系,这是用到了控制变量法。

4.小明和小红想比较棉布、锡箔纸、泡沫塑料这三种材料的隔声性能.(1)小明将机械闹钟放入鞋盒内,分别盖上(不同/相同)______厚度的不同隔声材料.接着他一边听秒针走动的声音,一边向后退,直到听不见声音为止.小明在远离声源的过程中,他所听到声音的_______(响度/音调)发生改变.然后分别测量并记录此处到鞋盒的距离(如上表).分析表中数据可知:待测材料中隔声性能最好的可能是___________.(2)为了进一步验证,小红认为还可以保持__________________________相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止.然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能.若材料越厚,则说明其隔声性能越________(好/差)【答案】相同响度泡沫塑料人到声源的距离差【解析】(1)根据控制变量法,比较棉布、锡箔纸、泡沫塑料这三种材料的隔声性能,要控制不同隔声材料厚度的相同,音调大小由振动的频率决定,发出的声音音调不会改变,听到响度与听者与声源的距离有关,故小明在远离声源的过程中,他所听到声音的响度发生改变.由表可知,分析表中数据可知:泡沫塑料听不见声音的距离最小,故待测材料中隔声性能最好的可能是泡沫塑料;(2)根据控制变量法,为了进一步验证,小红认为还可以保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止.然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能.若材料越厚,则说明其隔声性能越差.故答案为:(1). 相同 (2). 响度 (3). 泡沫塑料 (4). 人到声源的距离 (5). 差【点睛】本题比较棉布、锡箔纸、泡沫塑料这三种材料的隔声性能,控制变量法的运用及音调的决定因素及响度大小什么有关和分析数据的能力是关键.5.探究响度与什么因素有关器材:音叉,橡皮槌,铁架台,硬泡沫塑料小球,细线等.操作:(1)如图所示用细线栓在硬泡沫塑料小球,悬挂在铁架台上,小球的作用是_______________________;(2)用橡皮槌轻轻敲击音叉使它振动后,发出一个较小的声音.让音叉一臂的外侧靠近并接触小球(如图),可以看到小球被音叉弹开一个__________(填“较大”或“较小”)的角度;(3)以橡皮槌用力敲击音叉,可听到较响的声音,且让音叉一臂的外侧接触小球,可看到小球被音叉弹开一个________(填“较大”或“较小”)的角度.说明:声源发出声音的响度与_________有关.除此之外响度还与_________有关.(4)如果在真空中做这个实验,小球________(选“能”或“不能”)弹开.【答案】将微小的振动放大,便于观察较小较大振幅距离发声体的远近能【解析】【分析】【详解】(1)因为音叉的振动我们看不到,把小球悬挂在铁架台上是为了把音叉的振动传给小球,用小球可以放大音叉的振动,所以小球的作用是将微小的振动放大,便于观察;(2)当轻轻敲击音叉时因为音叉振动幅度小,所以发出较小的声音,振动的音叉接触小球会把小球弹起较小的角度;(3)当用力敲击音叉发出较响的声音,音叉振动剧烈,接触小球会把小球弹起更大的角度,这说明响度与振幅有关,响度的大小还与距离发声体的远近有关;(4)如果在真空中做这个实验,音叉能振动,小球也能被弹开,但听不到声音.6.如图所示,某同学用音叉和示波器研究声音的音调与发声体振动的频率关系。

在该实验中,他进行了两次实验,第一次敲击频率为512赫的音叉,第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉,结果听到第一次发出的声音音调较高。

由此可以得到的结论是:发声体振动的频率越高,音调越_________ (选填“高”或“低”)。

图 (a)、(b)为该同学观察到的示波器上波形图的疏密情况,其中______________图为第二次实验时的波形图[选填“a”或“b”]。

【答案】高(a)【解析】【分析】根据“第一次敲击频率为512赫的音叉,第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉”可知,本题考查音调,根据音调的影响因素进行求解。

【详解】[1]由于第一次敲击频率为512赫的音叉,第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉,结果听到第一次发出的声音音调较高,所以发声体振动的频率越高,音调越高;[2]示波器波形图上相等的距离内,(a)图波形稀疏,振动频率低,(b)波形较为密集,振动频率高,第二次实验振动频率低于第一次实验,因此图为第二次实验时的波形图(a)。

7.创新实验小组的同学发现一只手捏住一根表面光滑的实心铝棒的中间部位,另一只手的拇指和食指粘少许松香粉,在铝棒表面由手捏部位向外端摩擦,可以听见铝棒发出声音,而且在不同情况下铝棒发声的频率是不同的。

同学们讨论后设计出探究铝棒发声频率的影响因素的实验。

(猜想与假设)猜想一:铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关。

猜想二:铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关。

(设计实验与进行实验)同学们找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究。

同学们选择 5 根铝棒,每次均捏住铝棒的中间部位,由手捏部位向外端摩擦,实验所得的数据记录在下面的表格中。